JPH11178214A - アクティブフィルタ装置 - Google Patents

アクティブフィルタ装置

Info

Publication number
JPH11178214A
JPH11178214A JP9334634A JP33463497A JPH11178214A JP H11178214 A JPH11178214 A JP H11178214A JP 9334634 A JP9334634 A JP 9334634A JP 33463497 A JP33463497 A JP 33463497A JP H11178214 A JPH11178214 A JP H11178214A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
filter
resonance frequency
filter device
active filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9334634A
Other languages
English (en)
Inventor
Yusuke Ashizaki
祐介 芦崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP9334634A priority Critical patent/JPH11178214A/ja
Publication of JPH11178214A publication Critical patent/JPH11178214A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/20Active power filtering [APF]

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力用コンデンサ設備の電流の影響を受ける
ことなく、安定かつ経済的に負荷から発生する高調波を
抑制し得るアクティブフィルタ装置を提供する。 【解決手段】 高調波発生負荷4に流れる電流iL をC
T7で検出して、アクティブフィルタ制御回路10の共
振周波数帯域除去フィルタ16に供給する。共振周波数
帯域除去フィルタ16は電力用コンデンサ設備5a,5
bの直列共振周波数fr 付近の電流を低減して、電力用
コンデンサ設備5a,5bの電流iC1,iC2をカットす
る。このようなコンデンサ電流をカットされた負荷4の
電流のみが補償電流演算回路12、定電流回路13、ゲ
ートパルス発生回路14で処理されて、補償電流iAF
してアクティブフィルタ装置9から高調波負荷接続母線
3に注入され、高調波電流が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、負荷が発生する高
調波を補償し、電力系統へ流出する高調波電流を抑制す
るアクティブフィルタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】パワーエレクトロニクス技術を適用した
負荷設備の増大により、昨今の電力系統には高調波障害
が顕在化するにいたっている。高調波を補償する有効な
手段として、古くから使用されてきたLCフィルタ装置
の他に、自己消弧形の半導体電力素子を高速にスイッチ
ングすることにより負荷の高調波電流を相殺する逆位相
電流を発生して系統に注入し高調波障害を抑制するアク
ティブフィルタ装置が実用化されている。
【0003】図3は、このようなアクティブフィルタ装
置の従来の構成を示す回路図である。同図に示すアクテ
ィブフィルタ装置において、電力系統1からの電力は系
統インピーダンス2を介して高調波発生負荷4に供給さ
れるとともに、高調波負荷接続母線3からPT6を介し
て高調波発生負荷接続母線電圧vとして取り出され、こ
の母線3にアクティブフィルタ装置9が接続されてい
る。アクティブフィルタ装置9は、高調波発生負荷4に
並列に接続され、該負荷から発生する高調波が母線3、
更には電力系統に流出するのを抑制するように作用して
いる。
【0004】アクティブフィルタ装置9は、負荷4が発
生する高調波を打ち消すための補償電流iAFを生成すべ
く負荷4に流れる高調波電流を検出するために、負荷4
に直列に接続されたラインから変流器(以下、CTと略
称する)7で負荷4に流れる電流iL を検出し、この電
流iL をアクティブフィルタ制御回路10に取り込み、
この電流から制御回路10の補償電流演算回路12にお
いてアクティブフィルタ装置9が出力すべき補償電流を
算出し、定電流回路13に入力して出力電流を設定し、
ゲートパルス発生回路14からゲートパルス15を発生
し、該パルス15でアクティブフィルタ装置9の主回路
素子を点弧させることにより母線3を含む電力系統に補
償電流iAFを注入している。
【0005】上述したように、アクティブフィルタ装置
は、負荷4に直列に接続されたラインからCT7で負荷
4の電流のみを取り込む必要があるが、プラントによっ
ては図3に示すように、負荷4に並列に電力用コンデン
サ設備5a,5bが接続されているため、CT7で取り
込む負荷電流iL の中には電力用コンデンサ設備5a,
5b(進相コンデンサまたはLCフィルタ)の電流
C1,iC2が含まれてしまう場合がある。
【0006】このような構成の場合、系統からの高調波
が電力用コンデンサ設備5a,5bへ流入するため、ア
クティブフィルタ装置9の動作が不安定になる場合があ
る。なぜなら、アクティブフィルタ装置9は、負荷が系
統へ流出する高調波を抑制するものであり、系統からコ
ンデンサへ流入する高調波は、本来、補償すべきではな
く、この流入電流にアクティブフィルタ装置が応動して
しまうと本来の補償性能が阻害されてしまうからであ
る。
【0007】したがって、前述のようなCT構成の場合
は、図3に示すように、従来は、電力用コンデンサ設備
電流iC1,iC2を個別にCT8a,8bで電流合成回路
11に取り込み、電流iL と差し引きして「真の負荷電
流」を演算するという面倒な回路を組んでいた。
【0008】すなわち、アクティブフィルタ装置9は、
母線3上に負荷4から発生する高調波を抑制する目的で
設置されているものであるが、この系統には、負荷電流
のみを検出するCTがないので、負荷4とコンデンサ5
a,5bの合成電流iL をCT7から取り込んでいる。
更に、コンデンサ電流iC1,iC2をCT8a,8bでそ
れぞれ取り込み、アクティブフィルタ制御回路10の電
流合成回路11で、合成CT装置を使って、「真の負荷
電流」を以下の演算で求めている。
【0009】
【数1】負荷電流=(合成電流iL )−(コンデンサ電
流iC1+コンデンサ電流iC2
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のアクテ
ィブフィルタ装置におけるように、複数のCT7,8
a,8bでそれぞれの電流を取り込み、この各電流を加
減算することで必要な電流を得る方法は以下に示すよう
な大きな問題点を有している。
【0011】(1)CT二次信号を、アクティブフィル
タ装置まで配線することが困難な場合が多い。特に、コ
ンデンサの台数が多い場合には、配線ルートの確保、配
線作業が困難である。
【0012】(2)アクティブフィルタ装置内の電流合
成回路は、通常、合成CTなどのハード機器を用いる。
各CTのCT比が異なるため、特別な設計が必要であ
り、コンデンサ台数が多いと、合成CTへの入力数が多
くなるので大型になり、その結果、アクティブフィルタ
装置の寸法まで大きくなってしまう。
【0013】(3)将来、系統に電力用コンデンサ設備
が増設された場合、合成CT自体を交換せねばならず、
アクティブフィルタ装置に大幅な改造が発生する。
【0014】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、電力用コンデンサ設備の電流
の影響を受けることなく、安定かつ経済的に負荷から発
生する高調波を抑制し得るアクティブフィルタ装置を提
供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の本発明は、電力用コンデンサ設備が
並列に接続されている高調波電流発生負荷に対して並列
に接続され、該負荷に流れる電流に基づき高調波電流を
補償する補償電流を演算する制御回路を有し、該補償電
流を生成して電力系統に供給し、電力系統に流出する高
調波電流を抑制するアクティブフィルタ装置であって、
前記電力用コンデンサ設備の直列共振周波数付近の出力
電流を低減するための共振周波数帯域除去フィルタを前
記制御回路に具備したことを要旨とする。
【0016】請求項1記載の本発明にあっては、共振周
波数帯域除去フィルタにより電力用コンデンサ設備の直
列共振周波数付近の出力電流を低減するため、電力用コ
ンデンサ設備の電流の影響を受けることなく、安定に動
作することができる。
【0017】また、請求項2記載の本発明は、請求項1
記載の発明において、前記共振周波数帯域除去フィルタ
の周波数特性を前記電力用コンデンサ設備の投入条件を
含む系統条件に基づき自動的に調整するフィルタ調整手
段を有することを要旨とする。
【0018】請求項2記載の本発明にあっては、共振周
波数帯域除去フィルタの周波数特性を電力用コンデンサ
設備の投入条件を含む系統条件に基づき自動的に調整す
るため、電力用コンデンサ設備が増設されても、大幅な
改造を行うことなく、簡単に対処することができる。
【0019】更に、請求項3記載の本発明は、請求項2
記載の発明において、前記フィルタ調整手段が、複数の
異なる系統条件に対する直列共振周波数に対応する複数
の共振周波数帯域除去フィルタパターンを記憶するフィ
ルタパターン記憶手段と、該フィルタパターン記憶手段
に記憶されたフィルタパターンを入力系統条件に従って
選択して、前記共振周波数帯域除去フィルタに設定する
フィルタ選択手段とを有することを要旨とする。
【0020】請求項3記載の本発明にあっては、複数の
異なる系統条件に対して複数のフィルタパターンを記憶
し、この記憶したフィルタパターンを系統条件に従って
選択するため、電力用コンデンサ設備が増設されても、
大幅な改造を行うことなく、簡単に対処することができ
る。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について説明する。
【0022】図1は、本発明の一実施形態に係わるアク
ティブフィルタ装置の構成を示す回路図である。同図に
示すアクティブフィルタ装置は、図3に示したアクティ
ブフィルタ装置において電流合成回路11の代わりに共
振周波数帯域除去フィルタ16を設けるとともに、これ
により電力用コンデンサ設備の電流検出用のCT8a,
8bからの接続線を不要とした点が異なるものであり、
その他の構成作用は同じである。
【0023】図1に示すアクティブフィルタ装置9は、
高調波負荷接続母線3上に高調波発生負荷4が発生する
高調波電流を補償するために、CT7で電流iL を検出
して、アクティブフィルタ制御回路10の共振周波数帯
域除去フィルタ16に供給するとともに、また母線電圧
vをPT6で検出して、制御回路10の補償電流演算回
路12に供給し、これにより補償電流演算回路12でア
クティブフィルタ装置9が出力すべき補償電流を演算し
ている。この電流は定電流回路13に入力されて、アク
ティブフィルタ装置9の最終的な出力電流が決定され、
ゲートパルス発生回路14からゲートパルス15として
アクティブフィルタ装置9の主回路素子を点弧し、母線
3を含む電力系統に補償電流iAFを注入し、これにより
該電力系統の高調波を抑制している。
【0024】更に詳しくは、共振周波数帯域除去フィル
タ16は、電力用コンデンサ設備5a,5bの直列共振
周波数fr 近傍のゲインを低減した周波数特性を有す
る。すなわち、入力信号に対しては、共振周波数fr 以
外の周波数成分を透過するバンドパスフィルタとして機
能するわけである。したがって共振周波数帯域除去フィ
ルタ16を図1のようにアクティブフィルタ制御回路1
0の前段に挿入することにより、アクティブフィルタ装
置9が補償してはならないコンデンサ電流iC1,iC2
カットされて、後段の補償電流演算回路12に入力され
ないため、アクティブフィルタ装置9は、コンデンサ設
備へ流入する高調波に相当する周波数帯域に対し、電流
出力を発生しなくなる。こうして、アクティブフィルタ
装置9は、不要高調波電流を出力しなくなり、補償動作
が安定することになる。
【0025】図2は、本発明の他の実施形態に係わるア
クティブフィルタ装置の構成を示す回路図である。図2
に示すアクティブフィルタ装置は、図1に示したアクテ
ィブフィルタ装置に対してフィルタパターン蓄積メモリ
17とフィルタ選択回路18を設けた点が異なるもので
あり、その他の構成作用は同じである。
【0026】まず、フィルタパターン蓄積メモリ17の
機能を説明する。コンデンサ設備の投入状況や、上位系
統のインピーダンス変化等、系統条件が変化すると、系
統からコンデンサ設備に流れ込む高調波電流の周波数帯
域も変化する。こうした系統条件の変化に対応するた
め、想定される異なる複数の系統条件に対し直列共振周
波数fr をオフラインで計算し、対応する共振周波数帯
域除去フィルタを蓄積しておくのが、フィルタパターン
蓄積メモリ17である。
【0027】フィルタ選択回路18は、入力された系統
側の条件に対し、フィルタパターン蓄積メモリ17から
対応するフィルタパターンを呼び出し、前述の共振周波
数帯域除去フィルタ16にパターンをローディングする
機能を有する。以上のように、フィルタパターン蓄積メ
モリ17とフィルタ選択回路18を設置することによ
り、系統条件が変わっても、この変化に対応するフィル
タパターンをフィルタパターン蓄積メモリ17からフィ
ルタ選択回路18によって選択し、この選択したフィル
タパターンを共振周波数帯域除去フィルタ16にロード
することにより、適切に共振周波数帯域除去フィルタ1
6が自動調整されるため、アクティブフィルタ装置9
は、常に補償能力を最大限に発揮することができるよう
になる。
【0028】なお、前述の説明から明らかなように、検
出回路、制御回路のどこかで、共振周波数帯域の信号成
分を除去してやればよいのだから、共振周波数帯域除去
フィルタ16の挿入位置は、フィルタの特性さえ適切に
選べば、補償電流演算回路12の後段においてもかまわ
ないし、また、定電流回路13の後段でもよい。
【0029】また、説明の便宜上、図1、図2では、コ
ンデンサ設備を2台として描いているが、コンデンサ設
備の台数がさらに増えても、本発明が一般性を失わない
のは明らかである。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の本
発明によれば、共振周波数帯域除去フィルタにより電力
用コンデンサ設備の直列共振周波数付近の出力電流を低
減するので、電力用コンデンサ設備の電流が含まれる場
合でも、各コンデンサの電流をCTで取り込むことな
く、安定に動作することができる。また、CTで検出し
た電流信号を引き回す配線作業が不要となるとともに、
共振周波数帯域除去フィルタは例えばソフトウェアで構
成することができるため、電力用コンデンサ設備の数が
多くても回路が複雑になったり、アクティブフィルタ装
置の外形が大きくなることがなく、小型化、経済化を図
ることができる。更に、電力用コンデンサ設備の増設に
対しても、例えば従来のように合成CT装置の交換等の
ような大幅な装置の改造がなく、ソフトウェアの変更等
で簡単に対応することができる。
【0031】また、請求項2記載の本発明によれば、共
振周波数帯域除去フィルタの周波数特性を電力用コンデ
ンサ設備の投入条件を含む系統条件に基づき自動的に調
整するので、電力用コンデンサ設備が増設されても、大
幅な改造を行うことなく、簡単に対処することができ
る。
【0032】更に、請求項3記載の本発明によれば、複
数の異なる系統条件に対して複数のフィルタパターンを
記憶し、この記憶したフィルタパターンを系統条件に従
って選択するので、電力用コンデンサ設備が増設された
りして、系統条件が変化し、コンデンサ設備に流れ込む
高調波電流が変化しても、共振周波数帯域除去フィルタ
のフィルタ特性を自動的に適切なものに調整でき、大幅
な改造を必要とすることなく、簡単に対処することがで
きるとともに、アクティブフィルタ装置の高い補償性能
を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係わるアクティブフィル
タ装置の構成を示す回路図である。
【図2】本発明の他の実施形態に係わるアクティブフィ
ルタ装置の構成を示す回路図である。
【図3】従来のアクティブフィルタ装置の構成を示す回
路図である。
【符号の説明】
1 電力系統 3 高調波負荷接続母線 4 高調波発生負荷 5a,5b 電力用コンデンサ設備 6 PT 7,8a,8b CT 9 アクティブフィルタ装置 10 アクティブフィルタ制御回路 12 補償電流演算回路 13 定電流回路 14 ゲートパルス発生回路 16 共振周波数帯域除去フィルタ 17 フィルタパターン蓄積メモリ 18 フィルタ選択回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力用コンデンサ設備が並列に接続され
    ている高調波電流発生負荷に対して並列に接続され、該
    負荷に流れる電流に基づき高調波電流を補償する補償電
    流を演算する制御回路を有し、該補償電流を生成して電
    力系統に供給し、電力系統に流出する高調波電流を抑制
    するアクティブフィルタ装置であって、前記電力用コン
    デンサ設備の直列共振周波数付近の出力電流を低減する
    ための共振周波数帯域除去フィルタを前記制御回路に具
    備したことを特徴とするアクティブフィルタ装置。
  2. 【請求項2】 前記共振周波数帯域除去フィルタの周波
    数特性を前記電力用コンデンサ設備の投入条件を含む系
    統条件に基づき自動的に調整するフィルタ調整手段を有
    することを特徴とする請求項1記載のアクティブフィル
    タ装置。
  3. 【請求項3】 前記フィルタ調整手段は、複数の異なる
    系統条件に対する直列共振周波数に対応する複数の共振
    周波数帯域除去フィルタパターンを記憶するフィルタパ
    ターン記憶手段と、該フィルタパターン記憶手段に記憶
    されたフィルタパターンを入力系統条件に従って選択し
    て、前記共振周波数帯域除去フィルタに設定するフィル
    タ選択手段とを有することを特徴とする請求項2記載の
    アクティブフィルタ装置。
JP9334634A 1997-12-04 1997-12-04 アクティブフィルタ装置 Pending JPH11178214A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9334634A JPH11178214A (ja) 1997-12-04 1997-12-04 アクティブフィルタ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9334634A JPH11178214A (ja) 1997-12-04 1997-12-04 アクティブフィルタ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11178214A true JPH11178214A (ja) 1999-07-02

Family

ID=18279579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9334634A Pending JPH11178214A (ja) 1997-12-04 1997-12-04 アクティブフィルタ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11178214A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007282365A (ja) * 2006-04-06 2007-10-25 Hitachi Ltd フリッカ抑制装置およびフリッカ制御方法
JP2010022125A (ja) * 2008-07-10 2010-01-28 Cosel Co Ltd 多相力率改善回路
CN102208803A (zh) * 2011-06-03 2011-10-05 上海理工大学 并联型多目标短路电流故障限流器
CN104145393A (zh) * 2011-11-25 2014-11-12 科姆赛斯公司 用于减少谐振的有源滤波器
JP2017044612A (ja) * 2015-08-27 2017-03-02 日本電信電話株式会社 負荷電流計測方法およびその装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007282365A (ja) * 2006-04-06 2007-10-25 Hitachi Ltd フリッカ抑制装置およびフリッカ制御方法
JP2011172484A (ja) * 2006-04-06 2011-09-01 Hitachi Ltd フリッカ抑制装置
JP2010022125A (ja) * 2008-07-10 2010-01-28 Cosel Co Ltd 多相力率改善回路
CN102208803A (zh) * 2011-06-03 2011-10-05 上海理工大学 并联型多目标短路电流故障限流器
CN104145393A (zh) * 2011-11-25 2014-11-12 科姆赛斯公司 用于减少谐振的有源滤波器
EP2783446A4 (en) * 2011-11-25 2015-07-29 Comsys Ab ACTIVE FILTER FOR RESONANCE REDUCTION
US10141741B2 (en) 2011-11-25 2018-11-27 Comsys Ab Active filter for resonance reduction
US10944264B2 (en) 2011-11-25 2021-03-09 Comsys Ab Active filter for resonance reduction
US11349307B2 (en) 2011-11-25 2022-05-31 Comsys Ab Active filter for resonance reduction
JP2017044612A (ja) * 2015-08-27 2017-03-02 日本電信電話株式会社 負荷電流計測方法およびその装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4103948B2 (ja) 鉄共振変圧器回路を用いる無停電電源システム及びその動作方法
EP0595319B1 (en) PWM inverter control system and method
Hosseinzadehtaher et al. Self-healing predictive control of battery system in naval power system with pulsed power loads
JPH03183324A (ja) 電圧変動及び高調波の抑制装置
JPH08140267A (ja) アクティブフィルタ装置
US7269039B2 (en) Method and device for producing rectifier gating signals using feed forward control
JPH11178214A (ja) アクティブフィルタ装置
He et al. Selective harmonic compensation using active power filter with enhanced double-loop controller
JPH11127542A (ja) インバータの単独運転検出方法およびその装置並びにパワーコンディショナ
JP2000083324A (ja) 系統連系インバ―タシステム
US7105948B2 (en) Apparatus for the voltage maintenance of an electrical AC voltage supply network and method for operating such an apparatus
Lin et al. Wireless current sharing scheme considering phase synchronization requirement for paralleled online UPS inverters
Aapro et al. Output impedance of grid-connected converter with active damping and feed-forward schemes
Shamseh et al. A novel autonomous control scheme for parallel, LCL-based UPS systems
JP2672905B2 (ja) 無効電力制御装置
JPH078135B2 (ja) スイツチング電源の並列運転装置
JPH10309039A (ja) 電力補償システム
JP2004104865A (ja) 静止型無効電力補償装置の制御方法
JP2003070165A (ja) 電源装置
JPH11187573A (ja) 電圧検出型アクティブフィルタの高調波電圧検出回路
JP3890583B2 (ja) アクティブフィルタの制御方法
Yadav et al. Comparison of Stationary Frame Control Techniques with and without PLL on Grid Connected VSI
JPH04150774A (ja) 低リプル電源装置
JPH0993813A (ja) 系統電源共振抑制装置
Lakshmanan Selective harmonic elimination using adaptive feed-forward compensation in single-phase stand-alone voltage source inverters